CC BY
109
Комплекс программ моделирования автомобиля и систем активной безопасности
Найденов А. А.
Кафедра: «Управление и информатика в технических системах» Московский государственный институт электроники и математики
(технический университет) Тел.: 8-915-205-29-25, naidyon@mail.ru, inkaplus@yandex.ru
За рубежом современный этап развития автоматизации процессов управления автомобилем характеризуется созданием различных систем активной безопасности, информационной поддержки принятия решений и повышения уровня комфортности управления.
Разработка конкурентоспособных систем управления, допускающих значительное наращивание функций программным путем, сопряжена с трудоемким, многоэтапным процессом отладки различных алгоритмов и программно-аппаратных средств обработки данных и управления.
Целью разработки и исследования программ моделирования динамики автомобиля и систем активной безопасности является создание инструментального средства отладки алгоритмов и оценки адекватности математических моделей косвенных измерений.
К числу основных требований, предъявляемых к системе моделирования, относятся:
- решение систем дифференциальных уравнений в реальном масштабе времени;
- возможность расширения используемых моделей;
- единые форматы хранения и отображения данных моделирования;
- универсальный интерфейс пользователя;
- возможность добавления новых алгоритмов.
Модели динамики исследуемых объектов предполагают детерминированную связь параметров дифференциальных уравнений модели с параметрами конструкции основных агрегатов и устройств реального объекта.
В общем случае математическая модель динамики легкового автомобиля сводиться к матричной системе нелинейных дифференциальных уравнений первого порядка вида:
X = А(X,Х)х + В(х,и,Х)и , где
х - вектор состояния; и - вектор управления;
А(х,А) и B(x ,и ,А) - матрицы состояния и управления;
А - вектор настраиваемых параметров объекта управления.
Компонентами вектора х является линейные скорости продольного движения центра масс Vm и вращения колес V., углы поворота управляемых колес ус и курсовой угол ym, давления р. и температуры at. перегрева шин, скорости продольных AVSi и поперечных Awm скольжений колес.
Компонентами вектора и являются : и1 -номер прямой передачи КПП , включая нейтральную; и2- состояние дроссельной заслонки двигателя ; и3-управляющее воздействие на тормозную систему; и4-управляющее воздействие на рулевое колесо; и5 -управляющее воздействие на сцепление.
Состояние внешней среды определяется углом тангажа aT, коэффициентами трения скольжения колес k*, интенсивностью падения давлений at и производительностью компрессора ß..
В докладе приводятся результаты моделирования динамики систем стабилизации продольных и поперечных скольжений колес.
Программа моделирования динамики систем активной безопасности автомобиля является оригинальной авторской разработкой [2]. Программа написана на языке MaxScript 5.0 в программной среде 3D Studio Max 5.0. Для ее выполнения требуется операционная система Windows 2000/XP. Общий вид приборной панели и положение автомобиля на полосе движения, отображаются на экране монитора в процессе выполнения программы. Программа дает возможность имитировать состояние автомобиля в различных ситуациях и режимах движения в реальном и замедленном масштабах времени.
■моо1'0 14'°Ш'
-<0
-*20 hm/h
I I
' \
3180.0
Разработанная программа моделирования динамики легкового автомобиля и
систем активной безопасности предназначена для исследования свойств существующих и конструирования перспективных систем.
Список литературы:
1. Р. Дорф, Р. Бишоп. Современные системы управления. Пер. с англ. Б.И. Копылова. -М.: Лаборатория базовых знаний, 2002 - 832с.
2. Бузников С.Е., Найденов А.А. Моделирование динамики систем активной безопасности автомобиля//Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007610132, Роспатент, 2007.
